第十单元　第56课时　传统发酵技术的应用、发酵工程及其应用-2025年高考生物大一轮复习课件

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1.利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜。2.利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。
考点一　　传统发酵技术的应用
考点二　　发酵工程及其应用
1.发酵与传统发酵技术(1)发酵①概念：人们利用 ，在适宜的条件下，将原料通过_____________转化为人类所需要的产物的过程。②原理：不同的微生物具有产生 的能力，利用它们就可以生产出人们所需要的多种产物。
2.传统发酵食品的制作(1)腐乳的制作
②腐乳制作过程中参与的微生物：多种微生物参与了豆腐的发酵，如_____、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是 。
②乳酸菌发酵制作泡菜的原理：________________________________。
(2)泡菜的制作①菌种的种类和来源常见的乳酸菌有乳酸链球菌和 。菌种来源： 。
植物体表面天然的乳酸菌
蒜瓣、生姜及其他香辛料
(3)果酒和果醋的制作①原理和条件
C6H12O6＋6H2O＋6O2
②果酒和果醋的制作步骤及目的
(1)豆腐中的蛋白质被蛋白酶全部分解成了氨基酸(　　)
(2)泡菜的制作前期需要通入氧气，后期应严格保持无氧条件(　　)
(3)酵母菌通过有氧呼吸可以大量繁殖，通过无氧呼吸可以产生酒精(　　)(4)当缺乏糖源和氧气时，醋酸菌将乙醇转化为乙醛，进而转化成乙酸(　　)
(5)在利用葡萄发酵产生果酒的后期，加入醋酸菌即可产生乙酸(　　)
1.黄酒是世界上最古老的酒类之一，源于我国，且唯我国有之，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。古遗六法中描述道：“黍米必齐，曲孽必时，水泉必香，陶器必良，湛炽必洁，火剂必得”。曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮，回答下列问题：(1)“陶器必良”和“火剂必得”的目的是什么？
提示　控制发酵过程的氧气和温度等条件。
(2)黄酒发酵过程中，不需要对黍米和陶器装置进行严格灭菌，却可以防止其他杂菌对发酵产生影响，为什么？
提示　在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制(且发酵产生的酒精对其他杂菌也有毒害作用)。
(3)“陈储”是指将榨出的黄酒放入储酒罐内存放待用，陈储要特别注意密封，为什么？
提示　若是密封不好，醋酸菌容易将酒精转化为醋酸，使黄酒变酸(合理即可)。
(4)黄酒的酒精度数一般为15度左右，酒精度数无法继续提高可能的原因是什么？
提示　酒精浓度升高导致酵母菌活性下降。
2.试从材料的选择处理及发酵条件的控制等方面分析传统发酵的相关问题：(1)腐乳与豆腐相比，所含有机物的种类和能量有哪些变化？为什么？
提示　腐乳中有机物的种类增加了，所含的能量却减少了。因为豆腐中的蛋白质被分解成了小分子的肽和氨基酸。
(2)制作泡菜时配制的盐水为什么要先煮沸，再冷却使用？
提示　煮沸的原因：一是为了杀死盐水中的杂菌，二是为了排出溶解的氧气；冷却是防止温度过高杀死发酵所需要的乳酸菌。
(3)制作葡萄酒的过程中，每隔12 h左右拧松瓶盖一次，目的是什么？能否打开瓶盖？为什么？
提示　拧松瓶盖的目的是放出CO2，防止发酵瓶内因气压过大而爆裂。不能打开瓶盖，因为要避免杂菌污染发酵液。
(4)醋酸发酵时，无论是利用糖源还是酒精，都需要打开通气阀，请说明其原因。
提示　醋酸菌是好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
考向一　泡菜的制作1.(2023·山东，12)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
在用质量分数为5%的食盐水制作泡菜时，在不同时间测定了泡菜中亚硝酸盐的含量，结果见曲线图：据图可知，发酵过程中，亚硝酸盐的含量先增加后下降至相对稳定，10天后食用比较合适。因为此时亚硝酸盐含量低。
2.(2023·徐州高三二模)下列关于泡菜和酸奶制作的叙述，正确的是A.制作泡菜和酸奶时加入适量的糖会使发酵效果更好B.泡菜发酵的温度略高于酸奶发酵的温度C.泡菜食材和牛奶需要经过消毒再进行接种D.制作泡菜和酸奶的主要菌种分别为真核生物和原核生物
考向二　果酒果醋的制作3.(2021·江苏，14)某同学选用新鲜成熟的葡萄制作果酒和果醋，下列相关叙述正确的是A.果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器B.果酒发酵时，用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀 逐日增多C.果醋发酵时，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时D.果醋发酵时，用重铬酸钾测定醋酸含量变化时，溶液灰绿色逐日加深
4.(不定项)(2022·江苏，16)在制作发酵食品的学生实践中，控制发酵条件至关重要。下列相关叙述错误的有A.泡菜发酵后期，尽管乳酸菌占优势，但仍有产气菌繁殖，需开盖放气B.制作果酒的葡萄汁不宜超过发酵瓶体积的2/3，制作泡菜的盐水要淹没全部 菜料C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌，制作好葡萄酒后，可直接通入无菌空气制作 葡萄醋D.果酒与果醋发酵时温度宜控制在18～30 ℃，泡菜发酵时温度宜控制在30～35 ℃
1.发酵工程的概念(1)基本概念：发酵工程是指利用 的特定功能，通过 ，规模化生产对人类有用的产品。(2)主要内容：发酵工程一般包括 ， ，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的 等方面。
2.发酵工程的基本环节
①从 中筛选②通过 获得
↓扩大培养：增加菌种数量　↓配制培养基：在菌种确定后选择原料，反复试验确定____________　↓
诱变育种或基因工程育种
发酵罐内发酵(发酵工程的中心环节) ↓
①了解发酵进程：随时检测培养液中的________________ 等②及时添加必需的营养组分③严格控制 等发酵条件
灭菌： 都必须严格灭菌　↓ ：无菌操作　↓
①发酵产品是微生物细胞本身：在发酵结束之后，采用_____ 等方法将菌体分离和干燥②发酵产品是代谢物：根据产物的性质采取适当的_________ 措施来获得产品
3.啤酒的工业化生产流程(1)啤酒发酵的工业化生产流程及操作目的
提醒　啤酒发酵的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段。酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成。
(2)“精酿”啤酒与“工业”啤酒的区别
5.发酵工程的应用(1)在食品工业上的应用①生产传统的发酵产品。②生产各种各样的 。③生产 。
(2)在医药工业上的应用①获得具有 生产能力的微生物。②直接对 进行改造，再通过发酵技术大量生产所需要的产品。③利用基因工程，将病原体的 基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物可以作为疫苗使用。(3)在农牧业上的应用：生产微生物 。
(4)在其他方面的应用①利用纤维废料发酵生产 等能源物质。②极端微生物的应用：嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产 ，嗜低温菌有助于提高 的产量。
(1)与家庭传统发酵一样，发酵工程所用的菌种绝大多数是混合菌种(　　)
(2)在青霉素生产过程中如果污染了杂菌，某些杂菌会分泌酶将青霉素分解掉(　　)(3)谷氨酸的发酵生产中，在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酰胺；在酸性条件下则容易形成谷氨酸和N－乙酰谷氨酰胺(　　)
(4)单细胞蛋白是通过发酵产生的大量微生物分泌蛋白(　　)
(5)发酵工程一般用半固体培养基(　　)
我国是世界上啤酒的生产和消费大国。啤酒是以大麦为主要原料经酵母菌发酵制成的，阅读教材“啤酒的工业化生产流程”，思考回答下列问题：(1)制麦过程需促使大麦种子萌发，发芽大麦合成大量淀粉酶直接促进糖化，淀粉糖化后啤酒酵母才能充分发酵，为什么？
提示　酵母菌不能直接利用淀粉做碳源。
(2)大麦发芽会消耗部分储存的有机物，影响产量，提高了生产成本，如何解决以上问题？
提示　用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。
(3)与传统的手工发酵相比，在啤酒的工业化生产流程中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显提高？
提示　接种单一高质量纯种、严格的消毒灭菌措施、培养基营养物质协调、严格的发酵条件控制等，都使啤酒的产量和质量明显提高。
考向三　发酵工程及其应用5.啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是A.在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境B.用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α-淀粉酶合成C.在接种酵母菌前进行冷却处理，是 为了避免杀死酵母菌种D.包装后放置的啤酒变酸且产生表面 菌膜，一般可从菌膜中分离得到醋酸菌
6.(不定项)(2023·山东，20)果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有A.都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理B.都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖C.发酵前都需要对原料进行灭菌D.发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期
1.(选择性必修3 P5)发酵是指____________________________________________________________________________________。2.(选择性必修3 P7)醋酸发酵的反应式：O2、糖源充足时：___________________________________________________；O2充足、缺少糖源时：________________________________________。
人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程
C6H12O6＋2O2
3.(选择性必修3 P7)制作葡萄酒时，要将温度控制在18～30 ℃的原因是_______________________________。酿酒酵母的最适生长温度为 。制作葡萄醋时，要将温度控制在30～35 ℃的原因是________________________________。4.(选择性必修3 P7)在制作果酒的过程中，避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如， 要清洗干净，装入葡萄汁后，盖好瓶盖；每次排气时只需 ，不要完全揭开瓶盖等。
温度是影响酵母菌生长的重要因素
5.(选择性必修3 P8)某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加些“陈泡菜水”，目的是 。某同学制作出的泡菜“咸而不酸”，造成这个结果最可能的原因是_______________________ 。6.(选择性必修3 P27)单细胞蛋白是______________________________________________________________________________。
加盐太多，盐浓度过高，
以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得的大量的微生物菌体
7.果酒和果醋改进装置及其分析
8.(2022·湖南，21节选)某黄酒酿制工艺流程如图所示，图中加入的菌种a是 ，工艺b是 (填“消毒”或“灭菌”)，采用工艺b的目的是 。
杀死黄酒中的大多数微生物，并延长其保存期
9.(2023·新课标，35节选)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是___________________________________________________________________________________(至少答出2点)。
促进植株生长，增加作物产量；能够减少化肥的使用，改良土壤，减少污染，保护生态环境
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.(2024·泰安高三调研)在家庭制作泡菜过程中，充分利用各种微生物生存条件和代谢特点达到积累乳酸菌、抑制其他微生物生长的目的。下列关于发酵过程的叙述，正确的是A.为了避免杂菌污染，泡菜坛需严格灭菌处理，盐水需煮沸冷却待用B.晾干的新鲜蔬菜可以装满泡菜坛，因为乳酸菌无氧呼吸仅产生乳酸，没有气 体生成C.乳酸菌产生的乳酸既可以抑制其他微生物生长繁殖，也会抑制自身生长繁殖D.因亚硝酸盐会随着发酵时间的延长越积越多，为了自身健康，应尽量少食用 泡菜
2.(2024·怀化高三期中)在《诗经·邶风·谷风》中有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载，“旨蓄”就是储藏的美味食品， 也就是今天腌制的酸菜、泡菜。下列叙述正确的是A.制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖B.条件适宜时，蔬菜中的糖分解成醋酸降低溶液pHC.发酵坛表面可能出现一层由乳酸菌繁殖形成的白膜D.通过向泡菜坛坛盖边沿的水槽注水，可保持发酵所需的环境
3.(2024·无锡高三期末)下列关于制作传统发酵食品的叙述，错误的是A.制作腐乳利用了毛霉等微生物产生的蛋白酶B.发酵温度过低可能会导致泡菜“咸而不酸”C.制作果酒时，需每隔一定时间打开瓶盖放气D.制作果醋时，醋酸菌能以乙醇作为碳源和能源
A.红酸汤制作过程中用到的微生物主要是醋酸菌B.装坛时加入成品红酸汤是为了增加发酵菌种的数量C.装坛时不装满的原因是促进微生物繁殖D.红酸汤的制作中发酵时间越长，口味越纯正
4.红酸汤是凯里地区苗族人民的传统食品，它颜色鲜红、气味清香、味道酸爽。以番茄和辣椒为原料的红酸汤制作流程如下。下列相关叙述中正确的是
5.(2021·辽宁，8)利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是A.乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同D.接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度
6.传说杜康的儿子杜杼在一次酿酒时发酵过头，等到第 21 天开缸时发现酒液变酸却香气扑鼻，酸甜可口。于是杜杼把“廿一日”加“酉”凑成“醋”字，这就是杜杼造醋的故事。下列有关传统发酵技术的叙述，正确的是A.葡萄果皮上有野生酵母菌和醋酸菌，葡萄酒制好后直接通入无菌空气即可制醋B.酿酒时糖未耗尽，酵母菌发酵也会停止，原因可能是pH降低和酒精含量增多C.杜杼酿酒反成醋可能是由发酵装置密封不严导致酵母菌有氧呼吸大量增殖引起D.醋酸菌在O2和糖源匮乏时，可直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛转化为乙酸
7.(2024·烟台高三月考)图甲、图乙为生物学实验常用的装置示意图，其均可作为发酵装置。下列说法正确的是A.如果用甲装置制备果酒，可定时加入 酸性重铬酸钾观察灰绿色是否出现B.若用甲装置制备果酒，需放在30～35 ℃ 的环境中发酵C.若用乙装置制备果酒并将d管连通装有澄清石灰水的锥形瓶，石灰水变 浑浊的同时会有酒精产生D.利用乙装置制备果醋时，可从c处放少量液体进行pH检测了解发酵进程
8.(2023·株洲高三检测)科研人员将桤叶唐棣和蓝莓混合制作果醋，其主要流程为：桤叶唐棣、蓝莓→清洗破碎→酶解→过滤→混合汁→成分调整→灭菌→酒精发酵→酒液→醋酸发酵→过滤→陈酿→澄清→消毒→成品。如图分别表示初始糖度对酒精发酵的影响和醋酸菌接种量对总酸的影响。下列相关叙述正确的是
A.酶解过程主要加入的是胰蛋白酶，有利于细胞膜的破裂提高出汁率B.酒精发酵和醋酸发酵过程的温度设置不同，其他发酵条件均相同C.初始糖度越高，为酵母菌提供的营养越多，越有利于酒精发酵D.醋酸菌接种量过大，生长繁殖消耗过多营养物质导致产酸量降低
9.(2022·山东，14)青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是A.发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B.可用深层通气液体发酵技术提高产量C.选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中D.青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌
10.(2024·扬州高三模拟)下列关于发酵工程的叙述，错误的是A.培养基和发酵设备都必须经过严格灭菌，发酵过程中适时补充灭菌的 培养液和空气B.发酵过程中的环境条件既会影响微生物的生长繁殖，也会影响微生物 代谢产物的形成C.发酵产品包括微生物菌体本身或代谢物，可通过过滤、离心、蒸馏等 方法纯化D.通过酵母菌发酵，获得大量菌体，从中提取单细胞蛋白作为动物饲料 或食品添加剂
11.(2023·南京高三联考)啤酒发酵依赖于发酵工程，产品质检可应用“电子舌”，“电子舌”可根据不同滋味信号传感器呈现的响应值对啤酒风味进行评价。如图为用“电子舌”对发酵液L1、L2、L3的检测结果，下列相关叙述正确的是A.啤酒主要经酵母菌和乳酸菌发酵制成B.装置密闭发酵过程中，酒精浓度会先 上升后下降C.发酵的温度和发酵的时间随啤酒品种和口味要求的不同而有所差异D.发酵液L1和L3口味相近，而L2涩味较重
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。12.(2022·山东，20)啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法正确的是A.用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶B.焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌C.糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵D.通过转基因技术可减少啤酒酵母双乙酰的生成，缩短啤酒的发酵周期
13.(2024·东营高三期末)下列关于发酵工程基本环节分析的叙述，正确的有A.发酵工程可以利用原材料中含有的菌种B.发酵时要对温度、pH等发酵条件进行严格调控C.应根据不同产品的类型采取适当的分离和纯化措施D.发酵过程中排出的气体和废液可直接排放到环境中
14.(2024·潍坊高三模拟)下列对发酵工程及其应用的叙述，错误的是A.发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身B.啤酒的工业化生产过程中，酒精的产生积累主要在后发酵阶段完成C.利用发酵工程生产的根瘤菌肥作为微生物肥料可以促进植株生长D.生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌
三、非选择题15.利用微生物制作发酵食品在我国有着悠久的历史，泡菜即是其中之一。如图为泡菜制作的方法：请回答下列问题：(1)制作泡菜利用的微生物主要是_______。发酵初期，泡菜坛水槽内经常有气泡产生，其主要原因是发酵初期大肠杆菌、酵母菌等生长旺盛，产生较多的______所致。泡菜坛长时间放置，坛内有时会长出一层白膜，与白膜形成有关的主要微生物是_________。
(2)装坛时往往加入老泡菜水，这是为了增加______________的量。调味料除了蒜瓣、生姜及其他香辛料外，还要加入少量白酒，使泡菜更加脆爽、清香的同时还能起到______________的作用。
(3)泡菜制作过程中，泡菜表面杂菌产生的硝酸还原酶将硝酸盐还原成亚硝酸盐，在特定条件下能转变成有致癌作用的亚硝胺。如图是三种食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐含量与发酵天数的关系。①与食盐浓度为3%、7%相比较，食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化的特点是____________________________________________。
快，峰值最高，最低值最低
②发酵初期食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量较低的原因主要是_________________________________________________________________________。③泡菜虽然美味却不宜过量食用。根据图中的相关数据，对泡菜腌制和食用的合理建议有______________________________________________________________________________。
浓度有利于抑制杂菌的生长繁殖，产生的硝酸还原酶少，减缓了硝酸盐还原
浓度(或5%浓度)的食盐腌制泡菜；泡菜腌制到一定时间后(或9～11天后)才能食用